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时间:2020-01-12 11:06来源:产品中心
汽车常用仪器仪表的使用_其它_职业教育_教育专区。汽车常用仪器仪表的使用 2、知识目标 ?了解万用表的分类方法; ?掌握汽车万用表所能测试的项目和使用方法; ?理解示波器的工作

  汽车常用仪器仪表的使用_其它_职业教育_教育专区。汽车常用仪器仪表的使用

  2、知识目标 ?了解万用表的分类方法; ?掌握汽车万用表所能测试的项目和使用方法; ?理解示波器的工作原理; ?掌握汽车专用示波器的使用方法。 二、前言 现代汽车是由多个装置和机构组成的。对于不同型号、不同类型及不同 厂家生产的汽车,其基本构造都是由发动机、底盘、电器设备和车身四大 部分组成。而其中的电器设备是由电源和用电设备组成。电源包括发电机 和蓄电池;用电设备的内容很多,不同车型不太一样,主要有点火系、起 动系、照明、仪表信号系统、空调以及其他用电设备等。对于汽车而言, 此两大部分的设计、调试以及维修都离不开仪器仪表的使用。本章着重讲 解针对汽车行业常用仪器仪表的使用。 第一节 一、万用表的功能及基本组成 1、万用表的功能 万用表 万用表,又称三用表,是一种多用途的电工仪表。它是我们维修各种 电子仪器及家用电器的最常用的工具。大多数万用表采用磁电系表头,利 用转换开关,可以测量电阻、直流电压、交流电压、直流电流、交流电流, 音频电平等多种电量。有的万用表还可以测量电感、电容、晶体管电流放 大倍数等。基于上述基本参数的测试,万用表还可以用来间接检查各种电 子元器件的好坏,检查、调试几乎所有的电子设备。 2、万用表的组成 万用表一般由表头、转换开关、测量电路等三个主要部分组成。万用表 的表头均采用磁电式,其满刻度偏转电流(即表头灵敏度)一般为几十微 安到几百微安。表头的全偏转电流越小,其灵敏度越高,特性越好。在万 用表的表盘上,一般都标有一些数字和符号。这些数字和符号标明了万用 表的性能和指标。 二、万用表的分类 根据所应用的测量原理和测量结果显示方式的不同,可分为模拟式 万用表和数字式万用表两大类。二者的基本测量原理如下图2-1、图22所示。 整体上说,数字式万用表的精度和性能要优于模拟式万用表,主要的 差异还表现在: (1)模拟式万用表表盘上的电阻值刻度线从左到右密度逐渐变疏,即 刻度是非线)数字式万用表的内阻比模拟式万用表内阻高得多,因此在进行电 压测量时,数字式万用表更接近理想条件; (3)模拟式万用表是根据指针和刻度盘来读数的,容易产生人为误差, 而数字式万用表是数字显示,消除了此类人为误差; (4)测量直流电流或电压时,模拟式万用表若正、负极接反,指针就 反转,而数字式万用表能自动判别并显示出极性。 三、模拟式万用表结构、原理及使用 1、模拟式万用表的结构 模拟式万用表是由磁电式测量机构作为核心,用指针摆动来显示被 测量数值,也称其为机械指针式万用表;在结构上主要由表头(指示 部分)、测量电路和转换装置等部分组成。模拟式万用表面板结构一 般包括刻度尺、量程选择开关、机械零位调节旋钮、欧姆档零位调节 旋钮、供接线TRD型模拟式万用表 面板结构的各部分功能如下: (1)刻度尺:显示各种被测量的数值及范围; (2)量程选择开关:根据具体情况转换不同的量程、不同的物理量; (3)机械零位调节旋钮:用于校准指针的机械零位; (4)欧姆档零位调节旋钮:用来进行电气零位调节; (5)插孔或接线柱:用来外接测试表笔。 1)表头 万用表的表头一般采用灵敏度高、正确度好的磁电式直流微安表。Plcc它是 万用表的关键部件,万用表性能的好坏,广州速为仪器仪表很大程度上取决于表头的性能。表 头的基本参数包括表头内阻、灵敏度和直线性,这是表头的三项重要技术指 标。表头内阻是指动圈中所绕漆包线的直流电阻,内阻高的万用表性能好, 多数万用表表头内阻在几千欧姆左右。表头灵敏度是指表头指针达到满刻度 偏转时的电流值,这个电流数值越小,说明表头灵敏度越高,这样的表头特 性就越好。通电测试前表针必须正确地指向零位。通常表头灵敏度只有几微 安到几百微安。 2)测量电路 测量电路是万用表的重要组成部分。正因为有了测量电路才使万用 表成了多量程电流表、电压表、欧姆表的组合体。万用表测量电路主要 由电阻、电容、转换开关和表头等部件组成。在测量交流电量的电路中, 使用整流器件,将交流电变换成为直流电,从而实现对交流电量的测量。 3)转换装置 它是用来选择测量项目和量程。主要由转换开关、接线柱、旋钮、插 孔等组成。转换开关是由固定触点和活动触点两大部分组成。通常将活动 触点称为“刀”,固定触点称为“掷”。万用表的转换开关是多刀多掷的, 而且各刀之间是联动的;当转换开关转到某一位置时,可动触点和某个固 定触点闭合,从而接通相应的测量电路。 4)万用表表盘 万用表是可以测量多种电量,具有多个量程的测量仪表,为此万用 表表盘上都印有多条刻度线,并附有各种符号加以说明。电流档和电压 档的刻度线为均匀刻度线,欧姆档刻度线为非均匀刻度线。不同电量用 符号和文字加以区别。直流量用“—”或“DC”表示,交流量用“~”或 “AC交流”表示,欧姆刻度线、模拟式万用表的工作原理 万用表是由电流表、电压表和欧姆表等各种测量电路通过转换装置 组成的综合性仪表。了解各测量电路的原理也就掌握了万用表的工作原 理,各测量电路的原理基础是欧姆定律和基尔霍夫定律。下面分别介绍 各种测量电路的工作原理。 1)电流测试电路 由于磁电式测量机构只允许通过150-200mA的较小电流,为了扩 大测试量程必须加装分流电阻,如图2-4所示,分流电阻与转换开关一 起构成分流电路。这种电路的分流回路始终是闭合的。转换开关换接到 不同位置,就可改变直流电流的量程,此和电流表并联分流电阻扩大量 程的原理是一样的。 2)电压测试电路 为扩大电压测量量程,在测量机构中串联远大于自身电阻的若干个 倍压电阻,它们与转换开关组成倍压器;在电路中串联的倍压电阻越多, 通过测量机构的电流越小,可测量的电压越高,量程也就越大,如图 2-5所示。 需要说明的是,若需要测量交流电压,应经二极管整流成直流电压才可以进行。 3)电阻测试电路 一般万用表中的欧姆量程有R×1、R×10、R×100、R×1k、R×10k 等,其中R×l量程的被测电阻值,可以从欧姆标度上直接读得。在多量程 欧姆测量电路中,当量程改变时,保持电源电压不变,改变测量电路的分 流电阻,虽然被测电阻变大了,Plcc而通过表头的电流仍保持不变,同一指针 位置所表示的电阻值相应变大;被测电阻的阻值应等于标度尺上的读数, 乘以所用电阻量程的倍率,如图2-6所示。 需要注意的是,电源干电池E在使用中其内阻和电压都会发生变化,为弥 补电源电压变化引起的测量误差,在电路中设置调节电位器W。在使用欧姆 量程测量电阻之前,应先将两正、负表笔短接,调节电位器W,使指针满偏, 指示在电阻值的零位,此时被测电阻Rx=0,即进行“调零”后,再测量电 阻值。 三、模拟式万用表的使用 万用表的类型较多,面板上的旋钮、开关的布局也有所不同。所以在 使用万用表之前必须仔细了解和熟悉各部件的作用,认真分清表盘上各条 标度所对应的量,详细阅读使用说明书。万用表的正确使用应注意以下几 点: (1) 万用表在使用之前应检查表针是否在零位上,如不在零位上, 可用小螺丝刀调节表盖上的调零器,进行“机械调零”,使表针指在 零位。 (2) 万用表面板上的插孔都有极性标记,测直流时,注意正负极性。 用欧姆挡判别二极管极性时,注意“+”插孔是接表内电池的负极,而 “一”插孔(也有标为“*”插孔)是接表内电池正极。 (3) 量程转换开关必须拨在需要测量的档位,不能拨错。如在测量电 压时,误拨在电流或电阻档,将会损坏表头。 (4) 在测量电流或电压时,如果对被测电流电压大小心中无数,应先 拨到最大量程上试测,防止表针打坏。然后再拨到合适量程上测量,以 减小测量误差。注意不可带电转换量程开关。 (5)在测量直流电压、电流时,万用表的正负端应该与被测的电压、电 流的正负端相接。测电流时,要把电路断开,将表串接在电路中。 (6) 测量高压或大电流时,要注意人身安全。测试表笔要插在相应的 插孔里,量程开关拨到相应的量程位置上。测量前还要将万用表架在绝 缘支架上,被测电路切断电源,电路中有大电容的应将电容短路放电, 将表笔固定并接好在被测电路上,然后再接通电源测量。注意不能带电 拨动转换开关。 (7) 测量交流电压、电流时,注意必须是正弦交流电压、电流。其 频率,也不能超过说明书上的规定。 (8) 测量电阻时,首先要选择适当的倍率档,然后将表笔短路,调节 “调零”旋钮,使表针指零,以确保测量的准确性。如“调零”电位器不 能将表针调到零位,说明电池电压不足,需更换新电池,或者内部接触不 良需修理。另外不能带电测量电阻,以免损坏万用表。在测量大阻值电阻 时,不要用双手分别接触电阻两端,防止人体电阻并联造成测量误差。每 换一次量程,都要重新调零。不能用欧姆档位直接测量微安表表头、检流 计、标准电池等仪器、仪表的内阻。 (9) 在表盘上有多条标度尺,要根据不同的被测量去读数。测量直流 量时,读“DC”或“一”那条标度尺,测交流量时读“交流”或“~” 标度尺,标有“?”的标度尺为测量电阻时使用。 (10) 每次测量完毕,将转换开关拨到交流电压最高档,防止他人误用 而损坏万用表。也可防止转换开关误拨在欧姆档时,表笔短接而使表内电 池长期耗电。 最后需要补充一点的是,万用表长期不用时,应取出电池,防止电 池漏液腐蚀和损坏万用表内零件。 四、数字式万用表结构、原理及使用 数字式万用表是一种测量仪表,采用集成电路模/数转换器和液晶显 示器,将被测量的数值直接以数字的形式显示出来的一种电子测量仪表, 为近年来普遍使用,应该具有广泛的应用前景。数字式万用表具有以下主 要特点: (1)数字显示,直观准确,无视觉误差,并且具有极性自动显示功能。 (2)测量精度和分辨率都很高,而且测试功能齐全。 (3)输入阻抗高,对被测量电路影响小。 (4)电路的集成度高,便于组装和维修,使数字式万用表的使用更为可靠和 耐久。 (5)保护功能齐全,有过压、过流保护,还有过载保护及超输入显示功能。 下图2-7所示是DTB830B数字万用表外形图。 1、组成及工作原理 数字式万用表是在直流数字电压表的基础上扩展而成。为了能测量 交流电压、电流、电阻、电容、二极管正向压降、晶体管放大系数等 电量,必须增加相应的转换器,将被测电量转换成直流电压信号,再 由A/D转换器转换成数字量,并以数字形式显示出来。数字万用表的 各部分组成原理如图2-8所示 2、数字式万用表的使用 与模拟式万用表的使用相同,在使用前应认真阅读使用说明书,详细 了解其结构、性能与用法。为防止损坏液晶显示器和引起集成电路及印刷 电路板漏电,禁止在潮湿、高温、多尘和阳光直射下使用,适宜的工作环 境是温度5℃-23℃,空气湿度80%。应正确选择测试项目与量程,当无 法估计被测电压或电流时,应先用最大量程试验。若被测电压高于 100V, 在测量过程中,严禁转动量程开关,以免烧坏触点。如果测试时,仅在高 位显示数字“1”,说明万用表过载,应调到较高量程测试。下面具体介 绍一下测量各种不同量的使用方法及使用时的注意事项。 (1)直流电压的测量 首先将黑色表笔插入COM插孔,红色表笔插入V插孔,然后将功能开 关置于DCV量程范围,并将表笔并接在被测负载或信号源上,在显示电压 读数时,同时会指示出红表笔的极性。 需要注意以下几点: (a) 在测量之前不知被测电压的范围时,应将功能开关置于高量程档后 逐步调低。 (b) 仅在最高位显示“1”时,说明已超过量程,须调高一档。 (c) 不要测量高于1OOOV的电压,虽然有可能读得读数,但可能会损坏 内部电路。 特别注意在测量高压时,避免人体接触到高压电路。 (2) 交流电压的测量 仍然将黑色表笔插入COM插孔,红色表笔插入V插孔,将功能开关 置于ACV量程范围,并将测试笔并接在被测量负载或信号源上。所需 要注意的事项同直流电压的测量。 (3)直流电流和交流电流的测量 将黑表笔插入COM插孔。当被测电流在2A以下时红表笔插A插孔; 如被测电流在2~10A之间,则将红表笔移至10A插孔。功能开关置于 DCA量程范围,测试笔应该串入被测电路中。红表笔的极性将在数字显 示的同时指示出来。 需要注意以下几点: (a) 如果被测电流范围未知,应将功能开关置于高档后逐步调低。 (b) 仅最高位显示“1”,说明已超过量程,须调高量程档级。 (c) 安培插口输入时,过载会将内装保险丝熔断,须予以更换相应规格的 保险丝。 备注:20A插口没有用保险丝,测试大电流时,测量时间应小于15s。 (4)电阻测量 将黑表笔插入COM插孔,红表笔插入V插孔(注意:红表笔极性为 “+”)。将功能开关置于所需量程上,将测试笔跨接在被测电阻上。 进行电阻测量时需要注意以下几点: (a) 当输入开路时,会显示过量程状态“1”。 (b) 如果被测电阻超过所用量程,则会指示出量程“1”须换用高挡量程。 当被测电阻在1M以上时,须数秒后方能稳定读数。对于高电阻测量这 是正常的。 (c) 检测在线电阻时,须确认被测电路已关掉电源,同时电容已放电完毕 后,方能进行测量。 备注:测试电阻时,两手不得触及表笔金属端或被测部件,以防止人 体电阻影响测试结果。 (5)晶体管hFE测量 将功能开关置于hFE档上。先认定晶体三极管是PNP型还是NPN 型,然后再将被测管E、B、C三脚分别插入面板对应的晶体三极管插 孔内。此时显示的则是hFE(放大倍数)的近似值,测试条件为基极 电流l 0μA , Uce约2.8V,测试结果仅供参考。 (6)数字式万用表使用注意事项 由于数字式万用表的各个电阻档,其开路电压、短路电流及满量程 测量电压不尽相同,用它测量二极管、热敏电阻等非线性元件比模拟式 万用表的误差高出许多倍,故不能用数字式万用表的电阻档测试非线性 元件。对三极管、二极管、发光二极管、稳压管及电解电容器等有极性 的元件进行测试时,必须使万用表的极性与之吻合,要注意红表笔为正, 黑表笔为负。频率档的测试范围一般为10~20Hz,同时其电压为 50mV~10V;需要注意的是若高于10V会使频率的测量误差增大。广州速为仪器仪表 五、汽车万用表在汽车电气线路检测及电控系统中的应用 汽车万用表也是一种数字式万用表,在汽车检测中用途广泛,它除 了具有数字式万用表的功能外,还具有一些汽车专用测试功能。在发 动机电控系统故障的检测与诊断中,除经常需要检测电压、电阻和电 流等参数外,还需要检测转速、闭合角、频宽比(占空比)、频率、 压力、时间、电容、电感、温度、半导体元件等。这些参数对于发动 机电控系统的故障检测与诊断具有重要意义。但是这些参数是用一般 数字式万用表无法检测的,需用专用仪表即汽车万用表。汽车专用万 用表基本工作原理是:通过测试探针采集外部电信号后,输入万用表 专用集成电路进行预处理,在通过CPU处理完成后送入显示屏进行显示。 下图2-9所示为数字型汽车万用表基本结构图。 图2-9 数字式汽车万用表基本结构图 1-数字及模拟量显示屏 2-功能按纽 3-测试项目选择开关 4-温度测量座孔 5-公用座孔 6-霍尔式电流传感夹 7-引线、汽车万用表的功能要求 使用汽车专用万用表测量电流、电压和电阻同普通万用表类似,在测 量前要正确选择档位和量程。不同的万用表操作方法可能有所不同,具体 操作方法参考随机使用说明书。这里以普通汽车万用表为例说明测量一些 专用功能的一般操作步骤和方法。 汽车万用表一般应具备下述功能: (1)测量交、直流电压。考虑到电压的允许变动范围及可能产生的过载, 汽车万用表应能测量大于40V的电压值,但测量范围也不能过大,否则, 读数的精度下降。 (2)测量电阻。汽车万用表应能测量1MΩ的电阻,测量范围大一些使用起 来较方便。 (3)测量电流。汽车万用表应能测量大于10A的电流,测量范围再小则使 用不方便。 (4)记忆最大值和最小值。该功能用于检查某电路的瞬间故障。 (5)模拟条显示。该功能用于观测连续变化的数据。 (6)测量脉冲波形的频宽比和点火线圈一次侧电流的闭合角。该功能 用于检测喷油器、怠速稳定控制阀、EGR电磁阀及点火系统等的工作 状况。测试项目选择开关置于频宽比(Duty cycle)档或闭合角 (Dwell)档,黑线搭铁,红线接电路信号或点火线圈负接线柱,发 动机运转,显示屏即显示脉冲信号的频宽比或点火线圈一次侧电路闭 合角。 (7)测量转速。测试项目选择开关置于转速(RPM)档,转速测量专 用插头插入搭铁座孔与公用座孔中,感应式转速传感器(汽车万用表 附件)夹在某一缸高压点火线上,在发动机工作时,显示屏即显示发 动机转速。 (8)输出脉冲信号。该功能用于检测无分电器点火系统的故障。 (9)测量传感器输出的电信号频率。测试项目选择开关置于频率 (Freq)档,黑线(自汽车万用表搭铁座孔引出)搭铁,红线(自 汽车万用表公用座孔引出)接被测信号线,显示屏即显示被测频率。 (10)测量大电流。配置电流传感器(霍尔式电流传感夹)后,可以测 量大电流。 (11) 测量温度。配置温度传感器后可以检测冷却液温度、尾气温度 和进气温度等。测试项目选择开关置于温度(Temp)档,按下功能 按钮(?C/?F),将黑线搭铁,探针线插头端插入汽车万用表温度测 量座孔,探针端接触被测物体,显示屏即显示被测温度。 (12)测量二极管的性能。 目前国内生产的汽车万用表,如“胜利-98”、笛威TWAY9206、 TWAY9406A和EDA-230等型号的汽车万用表,都具有上述功能。有些 汽车万用表,除了具有上述基本功能外,还有一些扩展功能。例如, EDA-230型汽车万用表在配用真空/压力转换器(附件)时可以测量压 力和真空度,并且它还具有背光显示功能(使显示数据在光线较暗时也 能被看清楚)。 2、汽车万用表的基本结构 汽车万用表主要由数字及模拟量显示屏、功能按钮、测试项目选 择开关、温度测量座孔、公用座孔(用于测量电压、电阻、频率、闭 合角、频宽比和转速等)、搭铁用的座孔、用于电流测量用的座孔等 构成。 3、 汽车万用表的量程 直流电压:400mV-400V(精度±0.5%),(1000±1%)V; 交流电压:400mV-400V(精度±1.2%),(750±1.5%)V; 直流电流:(400±1%)mA,(20±2%)A; 交流电流:(400±1%)mA,(20±2.5%)A; 电阻:(400±1%),4KΩ-4MΩ(精度±1%),(400±2%) MΩ; 频率:40Hz-4kHz(±0.05%),最小输入10Hz; 二极管检测:精度±1%dgt; 温度检测:(18-300)℃(精度±3℃),(301-1100)℃ (精度±3%); 转速:(150-3999)r/min(精度±0.3%),(4000-10000) r/min(精度±0.6%); 闭合角:±0.50; 频宽比:±0.2%。 4、汽车万用表的使用方法 (1) 信号频率测试 测试项目选择开关置于频率(Freq)档,黑线(自汽车万用表搭铁 用的座孔中引出)搭铁,红线(自汽车万用表公用的座孔中引出) 接被测信号线,显示屏即显示被测频率。 温度检测测试项目选择开关置于温度(临时)档,按下功能按钮 (℃/°F),将黑线搭铁,用于探针线的插头端插入汽车万用表温 度测量座孔,探针端接触被测物体,显示屏即显示被测温度。 (2) 点火线圈一次侧电路闭合角检测 测试项目选择开关置于闭合角档,黑线搭铁,红线接点火线圈负接 线柱,发动机运转,显示屏即显示点火线圈一次侧电路闭合角。 (3) 频宽比测量 测试项目选择开关置于频宽比档,红线接电路信号,黑线搭铁,发 动机运转,显示屏即显示脉冲信号的频宽比。 (4) 转速测量 测试项目选择开关置于转速(每分钟转数)档,转速测量专用插头插入 搭铁座孔与公用座孔中,感应式转速传感器(汽车万用表附件)夹在某 一缸高压点火线上,在发动机工作时,显示屏即显示发动机转速。 (5) 起动机起动电流测量 测试项目选择开关置于400mV档(1mV相当于1A的电流,即用测量电 流传感器电压的方法来测量起动机起动电流),把霍尔式电流传感夹夹 到蓄电池线上,其引线插头插入电流测量座孔,按下最小/最大功能按 钮,然后拆下点火高压线s,显示屏即显示起 动电流。 (6) 氧传感器测试 拆下氧传感器线束连接器,将测试项目选择开关置于“4V”档,按下DC 功能按钮,使显示屏显示“DC”,再按下最小/最大功能按钮,将黑线 搭铁,红线与氧传感器相连;然后以快速(2000r/min)运转发动机, 使氧传感器工作温度达360℃以上。 (7) 喷油器喷油脉冲宽度测量 测试项目选择开关置于频宽比档,测出喷油器工作脉冲频率的频宽比 后,再把测试项目选择开关置于频率(Freq)档,测出喷油器工作脉 冲频率(Hz),然后按公式Sp=η/fp计算喷油器喷油脉冲宽度: 式中, Sp--喷油脉冲宽度/s; η--频宽比/%; fp--喷油频率/Hz。 5、汽车万用表在检查电控系统中的注意事项 (1) 除在测试过程中特殊指明者外,不能用指针式万用表测试电子控制单 元(ECU)和传感器,应使用高阻抗数字式万用表,万用表内阻应不低于 1OKΩ。在进行测量前,必须对万用表进行调零。 (2) 首先要检查熔丝、易熔线和接线端子的状况,在排除这些地方的故障 后,再用万用表进行检查。 (3) 在用万用表检查防水型连接器时,应该小心地取下皮套,如图2-10 (a)所示,用测试表笔插入连接器检查时不可对端子用力过大,如图 2-10(b)所示。 检测时,测试表笔可以从带有配线(a)所示, 也可以从没有配线) 检查线路断路故障时,应先脱开ECU和相应传感器的连接器,然后 测量连接器相应端子间的电阻,以确定是否有断路或接触不良故障。 (5) 在拆卸发动机电子控制系统线路之前,应首先切断电源,即将点火 开关断开(关),拆下蓄电池极柱上的接线) 连接器上接地端子的符号因车型的不同而不同,应注意对照维修手 册辨认。 (7) 测量两个端子间或两条线路间的电压时,应将万用表(电压档)的 两个表笔与被测量的两个端子或两根导线接触;而测量某个端子或某条 线路的电压时,应将万用表的正表笔与被测的端子或线路接触;而将万 用表的负表笔与地线) 检查端子、触点或导线等的导通性,是指检查端子、触点或导线等 是否通电或断开,可用万用表电阻档测量其电阻值的方法进行检查。 (9) 所有传感器、继电器等装置都是和ECU连接的,而ECU又通过导线 和执行部件连接,所以在检查故障时,可以在ECU连接器的相应端子上 进行测试。 6、万用表在汽车电控系统中检修实例 目前国内的电控汽车类型很多,各种车都有自己的检修方法和检测仪 器。要掌握所有电控汽车的修理方法、维修数据是不现实的,只有通过不 断的维修实践,加深对工作原理的认识,积累经验,正确掌握各种检测仪 器的使用,借助维修手册提供的有关技术资料、标准数据,才可能准确、 迅速地判断和查找故障。 (1) 诊断与排除 首先检查点火系统,对不符合要求的火花塞进行了更换;然后清洁 空气滤芯,并检测汽油供给系统压力、喷油器工作均正常。在发动机怠 速时检查空气流量计,触碰进气管时发动机熄火,仔细观察后发现进气 管上有裂口。由于裂口在波纹管内侧,不仔细很难观测到。更换新管后 试车,故障消失。该故障产生的原因是进气管上有裂口,起动暖机后, 塑胶管变软,发动机振动使空气从扩大的裂口进入,混合气过稀而造成 发动机熄火。 (2) 故障分析 发动机电控系统是根据进入气缸的空气量来决定喷油量的,因 此进气系统出现问题对发动机的工作影响较大。进行进气系统检修 前,先要进行目视检查。查看空气管、真空管接口有无松动,软管 上有无破损,确认没有问题后再进行其它的检查。 1) 叶片式空气流量计的检查。这种流量计是通过机构动作把空气流量 转变为电信号,由滑动触点、开关触点、转动机构及调整装置等组成, 容易出现触点烧蚀、接触不良、动作不灵活和位置变动等故障。 2) 涡流式空气流量计的检修。涡流式空气流量计的种类较多,输出信 号不同,检测的方法使用的仪器也不一样。 3) 进气歧管压力传感器的检修。 第二节 汽车专用示波器 广义上说,示波器是描述任何一种用来观察、测量或记录瞬间物理现 象并以图形形式给出结果的电子仪器。作为工科所学专业日常使用当中, 显示和记录随时间变化的电量(如电压、电流等)的仪器称为示波器。示 波器的普及来自于它利用了视觉与理解之间的关系,它是技术人员能够做 出各种各样调整的重要工具。原始的示波器产生二维图形,垂直坐标对应 着输入端电压,而水平坐标对应着时间,示波器工作时形图如下图2-15 所示。 一、示波器的结构、原理与分类 1. 示波器的结构与原理 示波器的结构主要包含三个部分:电子枪、偏转系统和荧光系统。 结构示意图如下图2-16所示。 需要注意的是,对示波器本身若X-板或Y-板未能接入的情况下,荧光 屏上所反映出来的信号电压将失线、汽车专用示波器的分类 汽车专用示波器按工作原理可以分为磁电式和阴极射线式,磁电式是由 类似达松伐耳电流计的机构驱动画笔在匀速旋转的圆筒上作垂直运动画出 波形曲线,而阴极射线式是利用聚焦的电子束在荧光屏上显示出两个或更 多变量之间的关系,具体在前文已有叙述,现在使用示波器大多是阴极射 线式。按显示器的型式,示波器可分为示波管显示式和液晶显示式。按结 构型式不同又分为台式和便携式。台式示波器采用交、直流两种电源,微 机控制,其功能齐全,显示清楚。便携式示波器以干电池为电源,多用液 晶显示器,兼有示波器与数字万用表的功能。 3、示波器的使用 示波器的使用主要包括电压信号的拾取和输入,电压波形的触发、调整 和观察分析以及电压波形的检查。在熟悉示波器各种使用方法之前,首先 要熟悉的是各旋纽的用途。如下图2-18所示,是以XJ4318型示波器为例 逐个介绍各旋纽的用途。 (1) 电压信号的拾取 汽车专用示波器的电压信号有两种:一类是等于或低于蓄电池的低 压信号,当电流突然中断时产生的感应电动势高达100V;另一类为高 于15KV的高压信号,如发动机的点火电压。对于低电压信号源,可通 过测试线直接连接示波器;而对于高压信号的拾取,必须采用的方法是 把一个感应夹卡在高压线上,当高压电流通过高压线时,在其周围就感 应出一个电压信号,该信号由测试线) 电压信号的输入 电压信号输入示波器可用旋钮选择直流(DC)输入方式和交流(AC) 输入方式,后者通过耦合线圈输入,能隔断发电机和二次线圈的低振幅 干扰,故广泛适用于汽车的故障诊断中。对于上文介绍的XJ4318型示 波器是一种双轨示波器,其屏幕能同时显示两种波形。此两种波形既能 同时显示,也可交替显示,以便于对波形进行比较和分析。 如图: 则此交流电源的峰值电压=1?5v=5v; 周期=4?20ms=80ms=0.08s;频率=1/T=1/0.08=12.5HZ (3) 波形在显示屏上的触发 波形的触发是指电子枪在波形触发电路的控制下自左向右扫描,在屏幕上形成 一个完整波形的过程;采用液晶显示的示波器,其电子控制系统对电压信号取 样再经微处理器处理,每当将数字化的处理结果送往图形发生器,液晶显示器 屏幕上就形成一次图形,这就是它的波形触发过程。 二、汽车专用示波器在汽车故障诊断中的应用 随着电控系统在汽车上的普遍使用,电子设备在汽车上所占的比例越 来越高,因此在汽车维修过程中,电子设备的修理工作就变得越来越重要。 汽车示波器的诞生为汽车修理技术人员快速判断汽车电子设备故障提供了 有力的工具。用示波器不仅可以测量计算机系统的工作状况,而且通过示 波器可以观察到汽车电子系统是如何工作的。此外,汽车示波器能够使你 确认故障是否真正被排除,这可以通过修理前后从示波器中观看氧传感器 的信号波形来加以判断。汽车示波器在汽车电子控制故障诊断中,主要用 于汽车汽车传感器、点火波形、执行器及ECU输入/输出控制信号波形的 检测和电路分析。 当今汽车电子控制系统中的传感器,执行器,电气系统及电子控制 单元等之间通过五种基本类型的电子信号进行工作。它们分别是: 1)直流(DC)信号。 2)交流(AC)信号。 3)频率调制信号。 4)脉宽调制信号。 5)串行数据(多路)信号。 1、汽车电控系统常见电压波形种类 (1)常见的汽车电控系统电压波形有以下几种: (a) 直流电压(DC)波形。它是一条直线,如直流发电机的输出电压 波形。 (b) 交流电压(AC)波形。它在屏幕上显示的是一条正弦波曲线。 (c) 阶梯形电源波形。通常是由开关或继电器触点的开闭而产生的阶梯 形直流电压的突变波形。 (2) 点火波形 它是点火初级线圈电流切断时,在点火初级线圈和次级线圈中因自感和互 感作用产生的电压波形。 (3) 传感器波形 常见的有方波和脉冲波。 (4) 其它波形 如对电控系统中执行元件的控制电压波形,对喷油器、步进电机等控制的 电压波形。 2、 汽车电控系统中典型的电压波形分析 (1) 发电机电压波形 汽车交流发电机发出的交流电经过二极管整流后变为直流电,在发电 机调节器的控制下其电压保持在13~14V之间,在示波器屏幕上显示的是一 条水平直线。若交流发电机有一个二极管损坏,屏幕上显示的直线就会有规 律地下滑或显示的电压值过低。 (2) 磁感应式点火信号发生器电压波形 磁感应式点火信号发生器多装于分电器内,它发出的点火信号使电子 点火器切断初级电流产生高压火花。其工作原理如图2-19所示。永久磁铁 的磁通从N极—空气隙—定时转子—空气隙—铁心S极,当转子的凸角转过 磁铁时,此定时转子的凸齿与铁心间的空气隙将发生变化,使通过传感线 圈的磁通量发生变化,而转子在A、C两位置磁通量变化的速率最高,感应 出的电动势最大,图2-20中上下图所对应的分别是磁通量变化曲线和感应 电动势变化曲线是示波器检测的磁感应式点火信号发生器的电压波形。当转 子凸角转到图2-19中所示A位置时,示波器显示的波形上电压出现峰值, 凸角转至B位置时,电压值跌落至零,继续转动,电压为负值,达到峰值 后又回到零位。其波形峰值与线圈铁心和转子的间隙大小以及安装的好 坏有关。 (3) 曲轴位置传感器电压波形 对于霍尔型位置传感器,当叶轮上的缺口对准霍尔元件(触发器) 时,磁力线穿过芯片产生霍尔电压,转过缺口时磁力线被叶片旁通,无 电压产生。图2-22是用示波器测试的霍尔型曲轴位置传感器信号电压波 形,当该传感器发生故障时,会使发动机怠速不稳,加速不良,甚至不 能起动,传感器的电压也会异常。 (4) 氧传感器信号电压波形 氧传感器装于排气管上。用示波器测量氧传感器的信号电压波形,如 图2-23所示。当空燃比小于一定的比(浓混合气)时,氧传感器输出的电 压为1.1V,此时ECU将供油量减小,空燃比增大,混合气变稀;当空燃比达到 一定的比时,氧传感器输出的电压近似为0V,此时指令ECU将供油量增加。 不断重复上述过程,就能把空燃比控制在一定的比附近很小范围内, 由高变低循环周期为1.25~2.5s,即每10s内变化4~8次,这是空燃比 的正常控制。氧传感器的好坏可根据其最高、最低信号电压值和信号的 响应时间来判断。对于诊断其它传感器电压波形信号,前文已有叙述。 3、汽车专用示波器使用注意事项 (1)测试点火高压线时,必须使用专用的电容探头,不能将示波器探头 直接接入点火次级电路。 (2)使用汽车示波器时,注意远离热源,如排气管、催化器等,温度过 高会损坏仪器。 (3)汽车示波器在测试时要注意测试线尽量离开风扇叶片、皮带等转动 部件。 (4)测试时确认发动机盖的液压支撑是完好无损,防止发动机盖自动下 降时伤及头部或损坏汽车示波器。 (5)路试中,不要将汽车示波器放在仪表台上方,最好是拿在手中测试。 本章小结 本章着重讲解在汽车行业中最常用到的万用表、示波器及汽车万用表 和汽车专用示波器,此两类仪器在汽车电子产品的设计及维修上具有十 分重要的功能,可以说是工程技术人员的“视觉”和“触觉”。两个仪 器分别从原理、结构出发,详细讲述了它们的分类及如何有效使用;尤 其是结合本书针对汽车行业的特点,各个仪器都阐述了在汽车行业中的 具体测试项目和使用方法。抓住理论必须同实践相结合,本章对每个仪 器的使用安排了具体的实训项目,强调实际会操作的重要性。

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